JPS63247701A - 無機コート膜を有する光学物品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、無機コート膜の表面献血の改質法に関する。

〔従来の技術〕

３１空蒸首法、イオンブレーティング法、スパッタリン
グ法などによって得られる無機コート膜は、眼鏡、レン
ズ、ディスプレイ装置のパネル等、光学材ｒトの反射防
止膜、ハードコート膜、各踵ｔｌ能性膜などに広く用い
られている。特に５ｊＯ１膜は、その基板との付着力、
硬度、取扱い易さなどの点で幅広（使用されている。

〔発明が解決しようさする問題点〕

しかし、これら無機コート膜の表面には、表面に付むし
た水滴の乾焔過程において、光学ガラスに発生ずるヤケ
ＩＡｇＬに似たヤケが発生し、外観、光学特性などに好
ましくない影響を及ぼしている。特に眼鏡レンズは、玉
ｔ８加ゴ一時及び使用時に水滴が付むしやすく、水滴が
付むした状態で短時間でも放置すると、ヤケが発生して
いた。一般に光学ガラスに発生ずるヤケの原因は次の様
に考え・）れている。先ず、表面に付むした水滴にガラ
ス内部のイオンであるＮ　ａ”　、Ｉ３　ａ＋Ｎ　Ｐ　
ｂ　’十などが溶けだし、水滴がアルカリ性の溶液とな
る。

次に、この溶）Ｉｋと空気中のｃｏ、　、ｓｏ、笠の酸
性ガスが反応し、Ｎ　ａ　＊　Ｃ″ＯＢ　、　Ｎ　ａ　
ＩＩ　ＣＯｓ　。

Ｎ　ａ　Ｓ　Ｏａ　ｒ　Ｂ　ａ　ＣＯｓ　、Ｐ　ｂ　Ｃ
Ｏｊ＋　　Ｉ）　ａ　Ｓ　Ｏ、、Ｉ）ｂｓＯ，などが化
合物として生成し、表面に残リヤうのｈＪ囚となる。一
方、合成樹脂製基板表面に形成した５ｉｎｓ膜などの無
機コー）１１２には、陽イオンが含まれておらず、発生
ずるヤケの原因は、未だ不明の所が多かった。本発明者
らが、実験、分析を行なった結果、これらのコート股上
に発生ずるヤムの原因は、付着した水滴から生ずるＳｉ
化”合物を中心とした蒸発残留物が、表面に強固に付ｕ
して起こることが判明した。このことは以下に述べる事
実から明らかにされたものである。

■超純水をコート膜表面に付むさせた場合、ヤケは発生
しない、（光学ガラスに発生ずるヤケの生成過程では、
超純水に於いてもヤケは発生ずる。） ■透過型電子顕ｔａ鏡（ＴＥＭ）により、ヤケの発生し
たコー）０表面付近を断面観察したところ、表面に付着
物が観察された。

■■で観察された付着物の元素分析を行なったところ、
Ｓｉが主に検出された。

そこで本発明は、このような問題点を解決するもので、
その０的とするところは、無機コート較の表面献血を改
質し、この問題を解消できつる機能を表面に持たせると
ころにある。

（問題点を解決するための手段〕 本発明の無機コート膜の表面改質法は、無機コート膜に
、ケイ素官能型シリルイソシアネート及びｌまたはケイ
索官能型シリルチオイソシアネートを反応あるいは吸む
させたことを特徴とする。

前記に示した様に、無機コート公表面でのヤケの発生原
因は、水滴中の成分が蒸発最留物として表面に付着する
為である。蒸発残留物の成分はＳｉを中心としており、
ＳｉＯ，の様な無機コート膜との親和性が大きく、コー
）６表面と強固に付むしていると考えられる。ヤケの発
生を防ぐには、無機コート膜表面を改質し、表面と蒸発
残留物との親和性を小さくすることが必要である。

鋭意研究の結果、撥水性を表面に持たせることにより、
蒸発残留物の無機コー）１［表面との付着強度が弱まり
、たとえ表面に残留物が残っても、布等で軽く拭きとれ
ることが判った。さらに、撥水性を持たせることにより
、水滴自体も表面に付むしにく（なり、ヤケの発生低下
に役立つことも判った。ここで言う撥水性の基準として
は、純水の表面に対する接触角が７０°以上あるのが望
ましい。

また、無機コート膜に処理を行なうには、すでに基材上
に存在しているコード膜の性質、密行性、耐久性を低下
させることなく処理を行なう必要がある。特に合成樹脂
製基板上に設けた無機コート膜に処理を行う場合、高温
で処理を行なうと、無機コート膜にクラックが発生し、
外観、耐久性が著しく低下する。従って、処理前の密む
性、耐久性、外観、反射防止膜における分光特性などに
悪影響を与えない程度の処理層の厚み、温度範囲、環境
で処理できることが望ましい。

本発明で、無機コート膜表面との反応、あるいは微行に
用いる物質は、処理温度範囲が常温付近から高温までと
広く、上記の条件を満足する。

本発明に用いるケイ素官能型シリルイソシアネートとし
て、例えば下記に示ず物質があげられる。

トリメチルシリルインシアネート、ジメチルシリルジイ
ソシアネート、メチルシリルトリインシアネート、ビニ
ルシリルトリインシアネート、フェニルジリルトリイン
シアネート、ケイ素官ｆ市型シリルチオイソシアネート
としては、トリメチルシリルチオインシアネート、ジメ
チルシリルジチオインシアネート、メチルシリルトリチ
オイソシアネート、ビニルシリルトリチオイソシアネー
ト、フェニルジリルトリチオイソシアネートなどが挙げ
られる。本発明ではもちろん上記の物質に限定されるも
のではない。また１種以上の物質を混合して用いても良
い。

上記に示した物質を無機コード膜に反応あるいは吸着さ
せるには、Ｄ　ｉ　Ｐ法、スピンクー−法、スプレー法
等により表面に塗布し、反応版行させる方法、または真
空雰囲気中あるいは大気中でガスとして反応させる方法
など用いることができる。

前者の場合、塗布中の雰囲気、例えば、湿度、温度をコ
ントロールすることにより反応速度が制御出来、また浸
漬時間、液温、ケイ素官能型シリルインシアネート及び
１またはケイ素官能型シリルチオインシアネートの０度
を調節することにより所望の処理膜を得ることが出来る
。さらに、史布後、コート膜の特性に影１を与えない程
度の加熱な光照射を行うことにより反応を促進すればよ
り効果的である。後者の場合、５空槽内で無機コート膜
を形成後、ケイ素官能型シリルイソシアネート及び１ま
たはケイ素官能型シリルチオインシアネートのガスを導
入し、反応させてもよい。

また、無機コート膜形成後、アルゴンや酸素等のプラズ
マ雰囲気中にシラン化合物のガスを導入し、反応性蒸行
、反応性イオンブレーティング笠を行うことも可能であ
る。

ケイ素官能型シリルインシアネート及び１またはケイ素
官能型シリルチオインシアネートと無機ニート悶との反
応性を高める為に前処理して、無機コートＤ表面を、洗
浄、薬品処理、プラズマ処理することはより効果的であ
る。

反応に用いるケイ素官能型シリルインシアネート及びｌ
またはケイ素官ＩＩＦ、ｌｉシリルチオインシアネート
は、＋、Ｉｔ体もしくは混合で用いてもよく、溶媒で希
釈したり、酸や塩基で前処理して使用することも可能で
ある。

反応が終了後、コート膜表面との反応に寄与できなかっ
たケイ素官能型シリルイソシアネート及び１またはケイ
素官能型シリルチオインシアネートを洗浄により洗い流
すことにより、処理前の反射防止特性などの外観が変わ
らない処理を行うことができる。

〔作用〕

無機コート膜、たとえば、Ｓ　ｔ　Ｏ＊膜などでは、そ
の表面に極性の大きな一〇ｉ１基が露出しており、これ
が水滴中に含まれる不純物を吸むし易いため、ヤケが起
こると説明できる。したがって、無機コート膜表面を極
性の小さな、あるいは撥水性の基で置換することにより
、ヤケの防止ができる。

〔実施例〕

以下、実施例に基づき本発明の詳細な説明するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。

（実施例−１） ジエチレングリコールビス（アリルカーボネート）製樹
脂からなる合成樹脂製レンズをアセトンで洗浄し、その
後真空蒸竹法により基板温度５０°Ｃで、樹脂表面に反
射防止特性を行なった。

膜構成はレンズ側からＳ　ｉ　Ｏを層がλ／４．Ｚｒ０
１層とＳ　ｉ　Ｏを層の合３１ｖ：厚がλ／４、ｚ「０
、層がλ／４．最」一層のＳ　ｉ　Ｏを層がλ／４とし
たくここでλ＝５２０ｎｍ）。次にこのレンズをイソプ
ロピルアルコールで洗浄し、十分乾燥させた後、ジメチ
ルシリルジイソシアネート溶液に１０秒浸？ｊ’ｔ　し
た。その後、湿度６５％、／！度２５゜Ｃの雰囲気中で
１０分間放置し、アセトンによや洗浄を行なった。

洗浄後のレンズの外観、反射防止の特性に大きな変化は
みられなかった。

得られたコー）Ｕの評価方法は以下に示す方法を用いた
。

■ヤク゛性：水道水をコート膜表面にたらし乾燥させた
のち、布で残留物を拭き取・った。残留物が残ればＣ１
完全に拭きとれればＡ１一部残れば１３と評価した。

■接触角：接触角計（協和科学（株）製ＣＡ−Ｄ型）を
用いて液滴法（純水）により測定した。

（実施例−２） クラウンガラスからなるレンズ表面に、レンズ側から屈
折率１．６０の酸化アルミニウムを１ｎｍ　Ｉ’；ｔに
アルゴンプラズマ中でイオンプレーディングした。この
様にして得られたレンズを純水で洗浄後、十分に水を切
り乾燥させた。その後塩化メチレンにより５％に希釈さ
れたジメチルシリルジイソシアネート溶液にレンズを３
０秒間没潰した。浸漬後−１湿度７５％、温度２０″″
Ｃ中で、１０ｃｍ／分の割合でレンズを引き上げ、塩化
メチレンυυ、υ％溶液により洗浄した。洗浄後の外観
は処理１ｊイとほとんど変化がなかった。得られたコー
）１１３の評価方法は実施例１に示した評価方法に従っ
て行った。

（実施例−３） 実施例１で最上層のＳｉｎ、層を形成後％５１０１表面
を、アルゴンガスプラズマ中で１分間表面処理を行なっ
た。その後、フェニルジリルトリイソシアネートを５ｃ
ｃ／分の割合でｊ〔空槽内へ２分間導入した。その時の
レンズの表面温度は５５°Ｃであっ゛た。その後レンズ
を大気中に取り出し、テトラヒトリフランにより洗浄を
行なった。

洗浄後の外観は処理前とほとんど変化がなかった。得ら
れたコート膜の評価方法は実施例１に示した評価方法に
従って行った。

（実施例−４） 実施例１で得られた処理前の反射防止膜つき合成樹脂製
レンズを真空槽内にセットし、アルゴンと水の比が１０
０：５の混合ガスを真空槽内に真空度が０．ＩＴｏｒｒ
になる様４人し、１３．５０ＭＩＩＺの高周波電場によ
り雰囲気をプラズマ化した。プラズマ出力は３００Ｗと
し、３０秒処理を行なった。その後真空槽よりレンズを
とりだし、スプレー法により、ジメチルシリルジチオイ
ソシアネート９９．９％溶液を塗布した。その後、１，
３．３−）リソＢ　＋１　）リフｌｌ　ｌｌエタンを用
いて洗浄を行なった。洗浄上りのレンズは外観上回の変
化もなかった。得られたコート膜の評価方法は実施例１
に示した評価方法に従って行った。

（実施例−５） イソプｌ」ピルアルコールで洗浄されたジエチレングリ
コールビス（アリルカーボネート）製レンズを室温で５
分間、５％水酸化ナトリウム水溶液で処理を行い、以下
に述べるコーディング液とディッピング法により、液温
５９Ｃ１引き上げ速度４０ｃｍ／ｍｉｎの条件で塗布し
た。次に熱風乾燥炉中で８０＠Ｃで３０分、１３０°Ｃ
で２時間加熱硬化させた。

コーテイング液は次の様にして作成した。

撹拌Ｈｄを備えた反応容器中にエタノール２００　ｇ　
ｓエフノール分散：′ＩＬ１イダルシリカ３０６ｇ（触
媒化成］−業株式会社製“オスカル１２３２”固形分３
０％）、γ−グリシドキシプ「１ピルトリメトキシシラ
ンの部分加水分解物３１２ｇ、フローコント百１−ルＭ
０．２ｇ　（Ｅ１本ユニカー（株）製″Ｌ−７００４”
）及び０．０５Ｎ酢酸水溶液８６ｇを加え、室温で３時
間ｆｆｌ　Ｉ？、をし、コーテイング液とした。

上記の様にして得られたレンズに実施例１と同様に反射
防止処理を行ない、その後、ｌ、３．３−トリフロｒ＋
　）リクロロエタンによって５％に希釈されたビニルシ
リルトリイソシアネート溶液に３０秒間浸漬した。浸漬
後、湿度７０％、温度２２＠Ｃの雰囲気中に３０分間放
置し、アセトンにより洗浄を１１なった。

洗浄後のレンズの外観、反射防止の特性に大きな変化は
みられなかった。得られたコート膜の評価方法は実施例
１に示した評価方法に従って行った。

比較例１ 実施例１で得られた表面処理を行うｎｆの反射防止膜つ
きの合成樹脂製レンズを比較例１とした。

比較例２ 実施例２で得られた表面処理を行う前の酸化アルミニウ
ム膜つきのガラスレンズを比較例２とした。

比較例３ 実施例５で得られた処理を行う前の反射防止膜つきの合
成樹脂製レンズを比較例３とした。

上記、実施例１〜５、比較例１〜３の評価結果をまとめ
て表１に示した。

第１表 （発明の効果〕 無機コート膜表面に撥水性を持たせたことにより、表面
エネルギーが低下し、水及び水中の不純物との親和性が
低下し、ヤケ現象を防止することができた。さらに表面
エネルギーの低下に伴い、人体から分泌される汀、脂肪
または食用油などの有機物により破れも、ティフシュベ
ーバーなどで拭くだけで簡単に取り除くことができた。

本発明は、合成樹脂製およびガラス製眼鏡レンズ、ｆ＋
７密機器用光学レンズ、表示パネル、時計用カバーガラ
ス、窓ガラス等無機コート股を使用した製品に広に適用
できる方法であり、その用途はさらに拡大されるであろ
う。

以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 無機コート膜に、ケイ素官能型シリルイソシアネートお
   よび１またはケイ素官能型シリルチオイソシアネートを
   反応あるいは吸着させたことを特徴とする無機コート膜
   の表面改質法。